◆薄文彥

探討移動群智感知應用

◆薄文彥

（山西大同大學 山西 037009）

移動群智感知是一種新的感知模式，主要是借助智能移動終端，形成大規(guī)模和人們生活有著密切關(guān)系的感知系統(tǒng)。眾多用戶的參與，其感知數(shù)據(jù)具有多模態(tài)性、時空性和人文性的特征。隨著智能終端的發(fā)展，更多內(nèi)置傳感器的應用，對其移動終端傳感器進行分析，為用戶提供更加個性化和人性化的服務。本文分析了移動群智感知的架構(gòu)和數(shù)據(jù)獲取，對其應用的現(xiàn)狀進行了深入分析，以供讀者參考。

移動群智感知；架構(gòu)；數(shù)據(jù)獲取

0 前言

隨著無線傳感網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及移動終端設(shè)備的發(fā)展，普適智能系統(tǒng)集成感知、計算和通信等內(nèi)容，被普遍地應用，并且融入到人們的生活和工作中。在這樣的背景下，城市以及社會感知成為重要的研究內(nèi)容，通過社會情境、交互模式、大規(guī)模的人類活動以及城市的動態(tài)發(fā)展規(guī)律，獲取更多的智能化信息應用到創(chuàng)新服務中。移動智能感知在環(huán)境感知、公共基礎(chǔ)感知和社會感知方面取得比較大的成就，因此需要對其進行深入的探究和分析，促進其進一步的發(fā)展。

1 移動群智感知的重要基礎(chǔ)

（1）傳感器技術(shù)。隨著微電子和嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展，傳感器技術(shù)和產(chǎn)品得到發(fā)展，傳感器價格更低，能耗更小，并且種類比較豐富，推動了移動群智感知的發(fā)展。例如，在手機中常見的傳感器主要有加速度計、指南針、GPS、麥克風、攝像頭等。隨著傳感器成本的降低，更多的傳感器在移動智能終端中使用。

（2）智能手機的普及。移動群智感知需要普通用戶的參與，以用戶數(shù)量的規(guī)模作為前提。隨著智能手機的發(fā)展和普及，為用戶的參與奠定基礎(chǔ)。同時智能手機的計算、存儲、通信以及感知能力等不斷提升，為感知應用的運動提供條件。同時智能手機開發(fā)更多便利的接口，為其程序的開發(fā)更加方便，大量手機軟件得到應用。

（3）高處理和高存儲能力計算中心。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，計算機計算和存儲能力增強，云計算和云存儲技術(shù)的開發(fā)和發(fā)展，在各個行業(yè)普遍應用。移動群智感知中，用戶數(shù)量比較多，并且感知數(shù)據(jù)更加復雜，云計算和云存儲為移動群智感知的發(fā)展提供保障。

2 移動群智感知的架構(gòu)

群智感知通過對個體信息的感知，發(fā)掘群體信息并且對個體或者群體產(chǎn)生反作用。實現(xiàn)個體和群體的共贏。根據(jù)數(shù)據(jù)的感知、傳輸和應用流程，可以將移動群智感知分成感知層、傳輸層以及應用層三個層次。

（1）感知層。群智感知結(jié)構(gòu)中，感知層是各種數(shù)據(jù)信息獲取的核心層次，主要是利用智能手機等移動設(shè)備中的傳感器裝置，對物質(zhì)性、環(huán)境、行為以及狀態(tài)等各種類型的信心進行感知。例如，通過加速度傳感器可以感知物體運動的速度，了解城市道路的平坦情況。借助麥克風可以了解城市噪聲情況等等。

（2）傳輸層。移動群智感知結(jié)構(gòu)中，傳輸層具有橋梁作用，將感知層的數(shù)據(jù)傳輸?shù)较鄳姆掌髦?，借助相應的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施開展數(shù)據(jù)傳輸工作。用戶非常的多并且復雜，不同的用戶采用的移動設(shè)備不同，連接的網(wǎng)絡(luò)存在差異，因此，傳輸層包含著眾多的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容?；ヂ?lián)網(wǎng)是移動群智感知傳輸層的核心網(wǎng)絡(luò)，無線網(wǎng)絡(luò)被普遍的使用。無線廣域網(wǎng)是一種重要的數(shù)據(jù)傳輸方式。同時WiFi的布置和使用，為用戶提供相應的通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)各種數(shù)據(jù)信息的傳輸。

（3）應用層。通過感知數(shù)據(jù)的采集和傳輸，傳輸?shù)街行姆掌?。應用層中的云中心處理器對感知?shù)據(jù)進行相應的存儲和處理，完成各種應用任務。在群智感知中，不少的用戶沒有經(jīng)過相應的訓練，感知數(shù)據(jù)不夠準確和完整，存在不一致和不及時的情況。同時，用戶移動感知設(shè)備的不同，使得感知數(shù)據(jù)的質(zhì)量不同。在應用環(huán)節(jié)需要對感知數(shù)據(jù)進行篩選，去偽存真、糾正錯誤等是重要的環(huán)節(jié)。

3 群智感知的數(shù)據(jù)采集

移動群智感知在信息數(shù)據(jù)采集的過程中，不僅僅局限于位置，移動設(shè)備通過其附帶的各種類型的傳感器實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的采集。例如，用戶可以通過手機的麥克風采集有關(guān)環(huán)境聲音的相關(guān)信息，借助手機的GPS和攝像頭記錄旅游內(nèi)容，并且對分析其旅游攻略。借助車輛上的加速度傳感器可以了解地面的坑洼情況，給相關(guān)管理部門提供有效的數(shù)據(jù)信息。根據(jù)智能手機采集數(shù)據(jù)的方式，感知可以分成參與式感知和機會型感知。參與式感知是用戶主動參與，數(shù)據(jù)更加精確，但是很容易說到用戶自我意識的影響。機會感知通過直接或者間接的方式，感知用戶的行為，對用戶產(chǎn)生比較小的干擾，感知計算方式和應用環(huán)境對數(shù)據(jù)精度有著較大的影響，并且機會感知需要比較高的隱私保護制度。

4 移動群智感知的應用

（1）環(huán)境方面的應用

利用移動群智感知可以進行人們?nèi)粘Ｉ瞽h(huán)境的感知，更加有利于人們了解環(huán)境污染的情況。利用移動群智感知控制空氣環(huán)境的質(zhì)量。在Common Sense的系統(tǒng)中，利用和手機相連接的手持空氣質(zhì)量傳感器收集空氣污染相關(guān)數(shù)據(jù)，對其進行分析和可視化處理之后進行公布。同時用戶在經(jīng)過河流的時候，可以使用幾秒鐘的時間對水質(zhì)數(shù)據(jù)進行感知，如水的流量、流速以及垃圾數(shù)量等，后臺服務器可以通過數(shù)據(jù)匯總進行發(fā)布。首先，需要對參與的普通用戶、專家和管理部門進行調(diào)查，設(shè)計數(shù)據(jù)收集的原則和框架，之后設(shè)計以用戶作為中心的空氣質(zhì)量感知數(shù)據(jù)。所如，利用汽車的空氣質(zhì)量感知設(shè)備實現(xiàn)城市空氣質(zhì)量檢測網(wǎng)，利用移動群智感知實現(xiàn)城市噪聲污染程度的感知，借助移動智能設(shè)備中的麥克風和GPS傳感裝置構(gòu)建城市噪聲分布圖，對城市的造成污染情況進行控制，實時了解城市噪聲的情況。根據(jù)噪聲計算陌生，利用數(shù)字過濾裝置，利用手機麥克風感應裝置，對噪聲水平進行計算。感知用戶存在不可控制和不可靠的特點，數(shù)據(jù)信息不夠完整，應當利用噪聲感知裝置的相連性，根據(jù)稀疏的感知數(shù)據(jù)恢復完整的噪聲地圖。

（2）公共設(shè)施方面的應用

移動群智感知可以對城市公共設(shè)施進行感知和控制，例如城市的交通和停車位等。在城市道路交通監(jiān)控的過程中，可以利用汽車設(shè)備的感知裝置進行道路情況的感知，如道路交通、周圍情況等。在整個系統(tǒng)中，汽車利用其傳感器和計算機設(shè)備開展數(shù)據(jù)的感知和采集，通過相應的網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)较鄳臄?shù)據(jù)庫，開展相應的分析和可視化，為交通出行提供實時查詢服務。利用移動智能設(shè)備中的加速傳感器，感知數(shù)據(jù)方向，根據(jù)簡單的閾值檢測道路的顛簸情況。借助手機中的麥克風感知裝置識別喇叭聲音，進行粗略定位。為了能夠進一步的節(jié)約能源，借助相應的觸發(fā)感應技術(shù)，利用低能耗傳感器進行感知，有效減少高能耗傳感器的感知頻率。針對地圖更新不及時的問題，利用城市智能手機的普遍使用和汽車的GPS定位設(shè)置，構(gòu)建實時更新的城市道路地圖。利用群智感知能夠?qū)崟r預測城市公交車到達時間，利用公交車上的乘客手機用戶上傳實時信息到服務器，從而預測公交車到達的準確時間。城市停車位的監(jiān)控中，利用汽車上的GPS傳感器，對停車位是否空閑進行監(jiān)控，將感知數(shù)據(jù)上傳到相應的服務器，構(gòu)建完成的城市停車位監(jiān)控洗頭膏。在相關(guān)的系統(tǒng)中，駕駛員可以借助其手機對停車位進行實時和自動監(jiān)控，有效將其系統(tǒng)成本，減少手機感知的能耗。

另外，社會方面的應用。智能手機隨時隨地待在人們身邊，對人們的行為進行記錄。因此，移動群智感知是進行人類社會行為研究的一種新的方式和途徑，利用人們隨身攜帶的智能手機用戶的社會行為等進行感知，如社會特征和社會關(guān)系等。此種類型的感知方式，更加的準確、客觀和人性，根據(jù)感知數(shù)據(jù)分析社會屬性和活躍程度，為用戶提供良好的社交建議。

5 結(jié)語

隨著智能手機等各種移動設(shè)備的發(fā)展，計算能力增強，集成傳感器越來越多，使用更加的普遍，逐漸形成一種新的感知網(wǎng)絡(luò)形式。移動群智感知具有規(guī)模大、成本低的特點，是未來感知網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的方向。本文通過分析移動群智感知的相關(guān)內(nèi)容，促進移動群智感知網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。

[1]郭斌，翟書穎，於志文.群智大數(shù)據(jù):感知、優(yōu)選與理解[J].大數(shù)據(jù)，2017.

[2]黃涵霞，丁強，李莉.移動終端群智感知研究[J].計算機技術(shù)與發(fā)展，2014.

大同市科技計劃基金項目（項目名稱：大同市科技成果轉(zhuǎn)化信息服務平臺建設(shè)；項目編號：2018187）。